第四章 電腦軟體 課前指引 實體的電腦裝置，我們稱之為「硬體」（Hardware），至於軟體則是個抽象的概念，軟體是經由人類以各種不同的程式語言撰寫而成，以達到控制硬體、進行各種工作的抽象化（例如文書處理）等動作。有些讀者經常迫不及買了一台新電腦，就以為可以開始使用！事實不然，一部配備齊全的電腦，如果沒有合適的軟體來控制與搭配，絕對也是英雄無用武之地。一般來說，我們將軟體分「系統軟體」（System Software）、「應用軟體」（Application Software）、「程式語言」(Programming Language) 三種。

章節大綱 4-5 Windows 7新功能簡介 4-1 系統軟體 4-6 應用軟體 4-2 解析作業系統 4-7 程式語言 4-3 作業系統處理方式 4-7 程式語言 4-4 常見作業系統簡介 備註：可依進度點選小節

4-1 系統軟體 翻譯程式(1) 編譯器 功能是將原始程式區分為數個階段轉換為機器可讀取的可執行目的程式，不過編譯器必須先把原始程式讀入主記憶體後才可以開始編譯。而編譯後的目的程式對應成機器碼，故可在電腦上直接執行，不需要每次執行都重新翻譯，執行速度自然較快。 當執行發生錯誤時，必須回到程式編寫狀態，重新找出錯誤的地方加以更正，並重新翻譯、連結後才能再執行。 例如C、C++、VISUAL C++、FORTRAN、COBOL、PASCAL 等語言。

翻譯程式(2) 直譯器 功用可用來對高階語言的原始程式碼做逐行解譯，不需要產生目的檔或機器語言，每解譯完一行程式碼後，才會再解譯下一行。 因為它無法產生執行檔，使用直譯器翻譯的程式每次執行時都必須再解譯一次，所以其執行時間比編譯器為慢，例如LISP、Prolog、Basic、JavaScript、Python 等語言等，不過Visual Basic 語言則同時兼具有直譯與編譯的功能。

翻譯程式(3) 組譯器 是一種將助憶碼(mnemonics) 與識別字(identifier) 轉換成機器語言的程式。在開發組合語言時，必須要先利用一般的文字編輯器（Editor）來撰寫組合語言專案的程式原始碼，例如Windows 作業系統本身所提供的記事本。 並且將編輯完成的檔案名稱之副檔名設定成「.asm」，以便與其它程式語言的原始碼檔案做區別。 一個ASM 檔案需經解譯成機器碼才能被載入到記憶體內執行，完成此項解譯工作的就是組譯器(Assembler)。

服務程式(1) 連結與載入程式 連結程式（Linker）的功能就是將其他的目的檔及所呼叫到的函數庫連結在一起，並作一番整理及記錄，然後再一起載入到主記憶體內執行，成為一個可以執行的檔案，這樣就可以解決外部參考的問題。

服務程式(2) 巨集程式 又稱為「替代指令」，就是一連串組合語言指令與虛擬指令的集合，和函數一樣，每個巨集都有一個名稱。巨集主要功能是以簡單的名稱取代某些特定常數、字串或函數，善用巨集可以節省不少程式開發的時間。巨集的功用就是在原始程式碼上，將多個指令利用巨集名稱來代替，不過在組譯後，巨集名稱則又會被代換成巨集內的所有指令。 雖然就指令的執行速度來說，巨集會比同樣的函數快上許多，不過缺點就是會讓程式碼變大。

作業系統 是使用者與電腦之間的溝通媒介。一般的使用者要操作電腦時，並不需要去操心要如何協調硬體，而是直接由作業系統擔任起這項任務，並包括了管理、分配與監視系統資源、系統的安全維與檔案與磁碟的管理工具等。 其中尤以作業系統最為重要。簡單來說，作業系統(Operating System, OS) 是一種用來管理電腦硬體、應用程式與提供使用者各項服務的系統軟體。

4-2 解析作業系統 監督程式 在於管理電腦系統的所有資源，電腦系統中最重要的資源當然就是CPU，如何讓CPU 發揮最大的效能，是每個作業系統在設計監督程式時最大的考量。 另外對於記憶體的分配也是一項重要的任務，在電腦系統有限的記憶體容量下，如何分配可用的記憶體空間給有需要的程式來使用，也是監督程式的重要工作。

工作管理程式

輸入／輸出管理程式 在於管理資料輸入與輸出的動作。這個動作可能是對於儲存裝置的資料存取，例如硬碟、磁碟機等儲存裝置，或是管理可用的週邊設備，例如印表機、掃描器等等。 輸入輸出裝置決定何時哪個程式可以使用資源，例如在多個程式或多個使用者要求使用同一台印表機時，該如何處理每個人的列印需求，就是輸入／輸出程式所負責的。

4-3 作業系統處理方式 批次處理系統 是指將資料收集到一定的量或每隔一段固定時間，再整批一次處理。例如早期電腦以打孔卡片來儲存資料，但由於I/O 設備的執行速度遠低於CPU 的執行速度，為了不讓CPU 閒置，可以將要執行的程式逐一安排好執行的先後順序，再一起放入CPU 的工作佇列中。 批次作業系統較適用不急迫的工作，優點是適合處理需耗費大量CPU 時間的工作。 缺點是不具交談能力，且時效性較差。 續下頁

即時系統 當資料處理需求發生時，不論該需求發生在何時何地，均可在極短的時間內加以回應。 這必須配合連線處理方式，將分佈各地的終端機傳送給遠方的主機來處理。 例如各位在機場航空公司櫃檯的機票訂位系統，或在銀行櫃檯的金融存提系統。 即時系統常被應用在醫學診斷、工業控制、科學實驗、影音合成、軍事領域、航空公司或高鐵訂票系統⋯等。 續下頁

分時作業系統 是將CPU 時間平均分給每一個使用者，讓多個程式能共享CPU 時間。 分時作業系統，允許多個使用者使用電腦系統。 分時的概念是將使用CPU 的時間分成一小段「時間片段」 (Time Slice or Time Quantum)，然後輪流分給每一個程式使用，不管你的程式大小，一旦這一小段時間用完，就得換下一個人使用。 續下頁

分散式處理系統 網路本身被視為作業系統的概念延伸。例如學校的宿舍網路或是公司的辦公室網路，就是一個分散式資料處理系統。 其中網路伺服器通常是一台功能較強的電腦。 越大型的企業電腦擁有越多的伺服器，並依據內部不同的網路建立方式，使用者可以利用很多不同方法來存取伺服器。 續下頁

主從式處理系統 「主從式處理」（Client ／ Server）是將網路上的電腦區分為「用戶端」電腦與「伺服端」電腦兩部份。 使用者只要在客戶端電腦向伺服端電腦提出請求，伺服端在接收來自客戶端的請求訊息時，伺服端就將所得的資訊傳送回客戶端。例如各位使用家中的電腦（客戶端）上網，並透過瀏覽器來開啟某個購物網站的網頁，就是一種「主從式處理」。

4-4 常見作業系統簡介 DOS Microsoft 的MS-DOS (Microsoft Disk Operating System)，IBM 的PC-DOS (Personal Computer Operating System) 都一度是所有個人電腦中最普遍的作業系統。在1980 年代，DOS 成為具有大量市場的IBM 及其相容電腦的作業系統，也使得它在過去二十多年以來成為主流的作業系統。

Windows 3.1/95/98/ME(1) 一九八○年代的中期，微軟承認了微軟電腦的流行以及使用者對使用者圖形介面（GUI）的渴望。Microsoft 的解決方案就是Windows，也就是在DOS 上執行使用者圖形介面，並利用一種點選系統來取代指令行介面。 最為人所接受與熟知的是Windows 3.1，不過這時的Windows 並不算是作業系統，因為它必須依賴DOS 為基礎，才能夠與各種所需的軟硬體資源進行溝通，因此Windows3.1 只能說是具有圖形介面的應用程式。 續下頁

Windows 3.1/95/98/ME(2) Windows 95 其實也有人認為其不是一個完整的作業系統，因為它為了與原有DOS 的16 位元程式相容，在核心方面採取了16 位元程式與32 位元程式並存的方式，而且基於新舊程式相容性的考量，使得Windows 95 在穩定性上一直存在著極大的問題，當機情況履見不鮮。

Windows 3.1/95/98/ME(3) Windows 98 是Windows 95 的下一個版本，其號稱具有更佳的穩定性，並支援更多的硬體裝置，且具有「即插即用」(Plug and Play) 的功能，也就是使用者只要將硬體裝置連接至電腦，就可以輕鬆完成硬體裝置的安裝與設定。然而事實證明，Windows 98 並沒有帶來多少的穩定性。

Windows 3.1/95/98/ME(4) Windows Me 為微軟於千禧年(Millennium) 前推出的Windows 作業系統，當然一如往常的號稱其具有更佳的穩定性，並加強了多媒體與網路連線方面的功能，不過由於消費者已經對這一系列的Windows 作業系統失去了信心，其接受程度遠不如Windows 98 的推出。

Windows XP/Vista/wWindows 7(1) 2001 年年底前推出了Windows XP 作業系統，一改之前使用數字作為版本更替的使用名稱，XP表示eXPerience，其表示這一代作業系統將帶給人們全新的使用體驗。 直到2007 年初，再度推出了Vista 作業系統，強調炫麗的多煤體效果與更嚴謹的安全性改良，並增強了桌面搜尋與組織功能，可協助您在Windows Vista 的任何位置找到電腦中的任何檔案或電子郵件。

Windows XP/Vista/wWindows 7(2) 於2009 年10 月又再度推出了Windows 7，其中納入多點觸控技術的系統，如果將Windows 7 裝在有觸控式螢幕的電腦上，操作者就可以使用手指在觸控式螢幕上移動，輕鬆地瀏覽線上電子書或相簿或移動檔案和資料夾。 甚至如果要將螢幕上的某些東西放大，也只要將兩隻手指放在具備多點觸控功能電腦的螢幕上，然後張開手指即可。

Windows NT/2000/ Server 2003/Server 2008(1) Windows NT 是微軟宣稱穩定、高效率的視窗「新科技」（New Technology），它接承了OS/2 2.0 基礎，是個真正的32 位元多工作業系統，Windows NT拋棄了Windows 95 一直丟不下的相容性包袱，提供跨平台、多檔案系統、安全性高的作業環境，並且在4.0 版本之後提供類似Windows 95 的操作介面，在操作使用上更加容易上手。

Windows NT/2000/ Server 2003/Server 2008(2) Windows 2000 是Windows NT 的下一個版本，其在介面使用上更接近Windows 9x 系統的作業系統，同樣分為伺服器版本與工作站版本，其實工作站版本與Windows 9x 系統的產品區隔已經有點定義上的不清，而伺服器版本則強調其伺服器與網路管理上的優異功能，以及其圖形化的設定介面，較少的維護人力成本與較低的技術門檻，在伺服器作業系統的市場上極力擴展，試圖與UNIX系列的伺服器作業系統爭奪版圖。

Windows NT/2000/ Server 2003/Server 2008(3) 微軟所推出的最新一套的作業系統為Windows Server 2003，它提供一個整合式的伺服器平台，並在伺服器核心基礎和技術上都做了新的變更，使得其功能的延展性、安全性、可靠性和管理方面都有所提昇。Windows Server 2003 除了延續Windows 2000 的功能之外，尚增加了動態式目錄、全面支援.NET 架構及各應用服務的功能。

Windows NT/2000/ Server 2003/Server 2008(4) Windows Server 2008 支持64bit 及32bit 的處理器，也是該公司最後一個支持32bit 的伺服器作業系統，加強了Web 伺服器的功能，包括以較少的系統資源，就能讓應用程式執行的更快速。 包含功能強大的 IIS 7.0、全新的終端機服務 Terminal Service、強化網路安全的網路存取保護 (Network Access Protection) 以及眾所期待的高效能虛擬化技術 Hyper-V，其具有強大的管理及安全性功能。

Mac OS 是蘋果電腦公司的麥金塔（Macintosh）電腦採用的作業系統，不但使用上相當方便，而且穩定性極高。特別是在多媒體處理的卓越能力，往往成為設計專業人員心中的最愛。 例如Mac OS X v10.5 Leopard 的功能包括可進行視訊對話的內建 iSight 攝影機、光鮮亮麗的外觀提供使用者充份的視覺享受，而其全新桌面擁有重新設計的3D Dock 及Stacks，讓使用者以全新的方式整理檔案，以及能夠自動備份Mac 上所有資料並輕鬆還原的Time Machine。

嵌入式作業系統 是一種內建於電子設備內的電路裡的作業系統，它和個人電腦的作業系統存放在硬碟中是有差異的。嵌入式作業系統常被應用於PDA 設備，較常見的嵌入式作業系統有：Palm OS、Windows CE 兩種。 其中Palm OS 為Palm 品牌及許多手持式設備的標準作業系統；而Windows CE 則是微軟為手持式設備所設計的嵌入式作業系統，其外觀和Windows 類似，可以執行Word、Excel 或電子郵件的簡易工作。

UNIXl/Linux(1) UNIX 的歷史，最早可以追溯到一九六五年，當時貝爾實驗室(Bell Laboratories) 一項由奇異電子(General Electric) 和麻省理工學院(MIT) 合作的計畫，這個計畫的目的是要建立一套名為Multics 的多人、多工、多層次(Multi-Level) 作業系統，接著在1974 年時，AT&T 把UNIX 的原始碼(Version 6) 提供給學術性機構做研究用途。 UNIX 作業系統經過二十幾年的演進，也造就了許多資訊專業人才，並對網際網路的發展有非常大的幫助，同時也建立了開放式系統(Open System) 的觀念，朝向企業網路方面發展，作為視窗使用者端的伺服器，並朝向工業伺服器的方向邁進。

UNIXl/Linux(2) Linux 是一套符合POSIX(Portable Operating System Interface for Unix) 標準的作業系統。 Linux 是一套Unix 類型的作業系統，但是這並不表示Linux 是經由Unix 修改而來，Linux 和Unix 是兩套完全獨立且互不相干的作業系統。 自從Linus Torvalds 將Linux 以GPL(GNU Public License) 規範的形式在網路討論區上發表後，立刻引起熱烈的回應與討論。 續下頁

以下是Linux 的重要特色：

4-5 Windows 7新功能簡介 全新視窗切換(1) Aero Peek透視 是一個新增加的功能，只要將滑鼠移向系統列右側時鐘右方的「顯示桌面」，就可以看到桌面上的東西，而透視功能就會將開啟的視窗變成半透明。如下圖所示。

全新視窗切換(2) Aero Shake晃動 當桌面過於雜亂，如果只想暫時專注在某一個特定視窗，只要在按一下該視窗的標題列，並左右搖動滑鼠，除了那個視窗，其他所有開啟的視窗都立即消失了，如下列二圖，第一個圖的桌面上有許多視窗，只要在指定的視窗搖動一下滑鼠，就會在桌面出僅保留該搖動的視窗，如下面二圖中的第二個圖。 續下頁

全新視窗切換(3) Snap視窗調校 這是一種半自動化的視窗縮放，當我們把視窗拖到螢幕最上方，視窗就會自動最大化；但如果將已經最大化的視窗往下拖曳，又會自動還原。 但如果將視窗拖到左右邊緣，它就會自動變成 50%寬度，方便寬螢幕的使用者並排視窗。 如下面二圖中的第一個圖，將視窗拖曳到桌面的上緣後，該視窗就會自動最大化，如下面二圖中的第二個圖。 續下頁

新底色圖案及小工具(1) Windows 7 提供了更具創意的佈景主題，並加入了新的桌面投影片放映，可以用來顯示一系列的圖片，透過桌面背景的更新，可以常常更換佈景主題，為自己每天換上不同的好心情：

新底色圖案及小工具(2) 在Windows 7 桌面下方的捷徑清單是 Windows 7 的新功能，若要開啟捷徑清單，請在 Windows7 工作列上的程式圖示按一下滑鼠右鍵。如右圖所示： 右下方的系統列也改良了，現在所有的圖示都是預設隱藏，如右圖所示：

媒體櫃 可將散佈在您的電腦或網路各處的檔案組織起來，例如：文件、圖片、音訊及視訊的相關檔案。媒體櫃雖然不是實體的資料夾，但操作的行為非常像資料夾的操作方式。 由於媒體櫃裡的檔案是存放在其他資料夾，所以不會因媒體櫃的刪除，而導致檔案遭到刪除。 萬一不小心檔案被刪除，只要不是永久刪除的動作，也能以資源回收筒還原。

家用群組 能以更方便的方式在家用網路上共用檔案( 例如共用音樂、圖片、視訊和文件庫) 及印表機。

Windows Live程式集 在Windows 7 的電腦可以在Windows Live 網站下載免費軟體，讓你進行許多日常生活中實用的功能，例如：訊息傳送、電子郵件、相片編輯和部落格，Windows Live 程式集可從 Windows Live網站下載

播放至功能 可讓您透過網際網路輕鬆存取 WindowsMedia Player 12 媒體櫃。也可以讓您輕鬆在家中的其他網路電腦或電視裝置上播放音樂及視訊。只要在您想要欣賞的曲目上按一下滑鼠右鍵，並新增至 Windows Media Player 12 播放清單即可。

64位元支援功能 由於64 位元處理器電腦可以比32 位元電腦使用更多RAM，可以處理更多的資訊，除了家用入門版外的所有 Windows 7 盒裝零售版本都包含32 位元和64 位元軟體，各位可以依自己的電腦處理器的位元數，選擇適合的安裝程式。

4-6 應用軟體 辦公室軟體(1) 文書處理軟體 試算表軟體 由於現在大多的文字報告均已採用電子檔案方式以達到資料的統一性，而在辦公室裏，諸如會議記錄、工作報告、信件等，都是需要大量文字作為處理，這就需要文書處理軟體的幫忙了。 試算表軟體 可使用的範圍很廣，因為它不僅能做數字的處理，還可在表格內加入文字，以增加其應用範圍。Excel 是常用的商業試算表軟體，透過它可以進行資料整合、統計分析、排序篩選以及圖表建立等功能。不論在商業應用上得到專業的肯定，甚至在日常生活、學校課業也處處可見。

辦公室軟體(2) 簡報製作軟體 它是利用已存在的範本加以修飾，這種做法的優點是不需要經過版面的設計，直接套用文字，以達到快速、美觀、專業化的目的。此外PowerPoint 更具有多媒體的能力，能在投影片中自由穿插影像、聲音、動畫等等，讓簡報能夠有完備輸出所有資訊的能力。 資料庫軟體 Access 資料庫軟體最強勢的地方在於結合了Office 中各種資料的結合性，使得所有的資訊能以最有效率的方式整合輸出，並提供快速建立關聯的資料庫與多媒體資料庫能力。

影像處理軟體(1) 2D平面繪圖 PhotoImpact 續下頁

Photoshop 是美術設計師愛用的2D 點陣圖影像編輯軟體之一，它和PhotoImpact 一樣，擁有各種的選取工具、編修工具和特效處理。任何型態的多媒體素材，包括海報、廣告、文案等，除了精美的影像與外，標題與文案更是吸引人注意的關鍵要素，Photoshop 都能創造出令人驚奇的效果。 CorelDRAW 以向量為主、點陣為輔的繪圖應用軟體，透過其各項功能，您除了可繪製出精準尺寸的平面模型圖、可愛的人物圖外，還可製作出幾可亂真的物品。 續下頁

Flash 是一套由動畫設計軟體，因為是採用向量圖案來產生動畫效果，所以具有檔案容量小的優點，非常適用於網路上的傳輸，只要各位的瀏覽器有安裝Flash Player 的話就能直接觀賞Flash 的動畫影片。

影像處理軟體(2) 3D立體類 3D Studio Max Maya 3DSMax是Autodesk公司所開發出的一套電腦3D繪圖軟體，特別的是擁有許多商業類型的外掛程式（Plug-In）支援，常用於建築業、室內設計、遊戲動畫製作等。 Maya Maya提供了3D模組的建構環境、繪圖軟體功能、彩現能力(Rendering)等全方位的整合環境，能讓3D動畫製作的過程更快速化。

4-7 程式語言 程式語言演進分類(1) 機械語言 而機械語言則是所有程式語言中最為低階的一種，也是最不人性化、撰寫最為困難，且維護與修改都十分不易的程式語言。 機械語言就是一連串的0 與1 之組合，這是CPU 直接能懂的語言，且不需再經過任何的編譯或組譯即可執行。

程式語言演進分類(2) 組合語言 也是低階的一種，它只比機械語言來的高階一些。 用組合語言所寫的程式，事實上也是很接近CPU 所能認識的格式，只是它在撰寫上比機械語言來的容易多了。 假設01100000B(C0H) 是機械語言中，用來告訴CPU 將AX 暫存器的值放到記憶體堆疊的指令，若以組合語言來寫，則是用PUSH AX 來表示。由這個範例可以很清楚的看到，組合語言是用較接近口語的方式來表達機械語言的一些指令。

程式語言演進分類(3) 高階語言

程式語言演進分類(4) 第四代語言 英文簡稱為4GLS，例如報表和查詢語言，通常應用於各類型的資料庫系統。 如醫院的門診系統、學生成績查詢系統等等。 以SQL 語言為例，其語法使用上相當直覺易懂，例如：

程式語言演進分類(5) 第五代語言 亦即自然語言，它是程式語言發展的終極目標，當然依目前的電腦技術尚無法完全辦到，因為自然語言使用者口音、使用環境、語言本身的特性( 如一詞多義) 都會造成電腦在解讀時產生不同的結果。 還有一點就是電腦能夠詮釋程式語言，是因為程式語言的語法都為事先定義的，當你使用某種語言就得依照其規定的語法來撰寫程式，否則程式無法編譯成功的。

常見程式語言簡介(1) C/C++程式語言 C/C++ 是所有程式設計人員公認功能強大的程式語言，也是執行時具有優良速度表現的程式語言，然而C/C++ 功能強大性的另一面，就是使用上較為複雜（對於初學程式的人來說可能是相當複雜），程式設計時若不小心將可能導致執行錯誤，甚至程式終止或當機的情況發生，使用C/C++ 所開發出來的程式，在測試除錯時所花費的成本有時並不比開發程式來得少。 續下頁

上C/C++ 本身所提供的標準函式庫有限，所以往往必須呼叫系統所提供的功能，因此使用C/C++ 撰寫出來的程式，無法直接移植到另一個平台上使用，而必須重新編譯，並修改一些無法運作的程式碼，因此使用C/C++ 撰寫出來的一些程式，通常只能侷限於單一平台上執行。 不過C/C++ 所撰寫出來的程式有利於呼叫系統所提供的功能，因為早期一些作業系統本身就多以C/C++程式語言來撰寫，因此在呼叫系統功能或元件時最為方便，例如呼叫Windows API（Application Programming Interface）、DirectX 功能等等。

常見程式語言簡介(2) Java程式語言 Java 程式語言以C++ 的語法關鍵字為基礎，由Sun 公司所提出，其計畫一度面臨停止的可能性，然而後來卻因為網際網路的興起，使得Java 頓時之間成為當紅的程式語言，這說明了Java 的程式在網際網路平台上擁有極高的優勢。 程式語言在網際網路平台佔有優勢，就表示它具有跨平台的優點。 續下頁

Java 程式在撰寫完成後，第一次使用編譯器編譯程式時，會產生一個與平台無關的位元組碼檔案（副檔名 Java 程式在撰寫完成後，第一次使用編譯器編譯程式時，會產生一個與平台無關的位元組碼檔案（副檔名*.class），位元組碼是一種貼近於機器語言的編碼，這個檔案若要能載入記憶體中執行，則電腦上必須安裝有Java 執行環境，Java 執行環境與平台相依，會根據該平台對位元組碼進行第二次編譯，而成為該平台上可理解的機器語言，並載入記憶體中加以執行。

常見程式語言簡介(3) Visual Basic程式語言 微軟公司在1991 年時推出Visual Basic 程式開發環境，將傳統BASIC 語言導入視覺化概念。在這種直覺式開發環境下，使用者可直接透過表單設計視窗來建立程式的輸出入介面，而不須要撰寫任何程式碼內容，並可描述介面中所有元件的外觀、配置與屬性。 Visual Basic 嚴格來說並不僅是程式語言，它與開發環境緊緊結合在一起，也就是說您無法只使用純文字編輯器來撰寫Visual Basic 後進行編輯，而必須使用Visual Basic 開發程式來進行程式的撰寫。

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